Thiết kế sản phẩm nhựa theo yêu cầu

Thiết kế sản phẩm nhựa

Giới thiệu về thiết kế kết cấu sản phẩm nhựa

Lịch sử thiết kế cấu trúc của các sản phẩm nhựa kéo dài nhiều thập kỷ, chứng kiến ​​những tiến bộ và biến đổi đáng kể về vật liệu, kỹ thuật và phương pháp thiết kế.

Giữa thế kỷ 20 chứng kiến ​​sự ra đời của các loại nhựa mới, chẳng hạn như polyetylen và polypropylen, mở rộng khả năng thiết kế kết cấu. Có thể đúc và linh hoạt, những vật liệu này tạo ra những hình dạng và thiết kế phức tạp hơn.

Trong thời kỳ này, những tiến bộ trong kỹ thuật đúc và ép đùn cho phép tạo ra những thiết kế phức tạp và tiện dụng hơn. Sản phẩm ngày càng hướng tới người tiêu dùng, chú trọng đến tính thẩm mỹ và khả năng sử dụng.

Tạo mẫu nhanh và thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) đã cách mạng hóa thiết kế cấu trúc của các thành phần nhựa. Những công nghệ này cho phép các nhà thiết kế tạo ra các nguyên mẫu chi tiết, thử nghiệm các hình học phức tạp và cải tiến các thiết kế hiệu quả hơn.

Đặc điểm thiết kế sản phẩm nhựa

Thiết kế sản phẩm nhựa khác biệt đáng kể so với các vật liệu khác như thép, đồng, nhôm hoặc gỗ. Thành phần vật liệu đa dạng và hình dạng linh hoạt của nhựa mang lại sự linh hoạt trong thiết kế hơn hầu hết các vật liệu. Không giống như nhiều loại khác bị giới hạn ở các phương pháp tạo hình cụ thể như uốn hoặc hàn, nhựa cho phép thiết kế hình dạng và kỹ thuật sản xuất sáng tạo hơn.

Tuy nhiên, sự phong phú của các lựa chọn vật liệu nhựa cũng đặt ra những thách thức. Trong khi có hơn 10.000 loại nhựa tồn tại, chỉ có vài trăm loại được sử dụng rộng rãi. Vật liệu nhựa không phải đơn lẻ mà bao gồm nhiều nhóm khác nhau, mỗi nhóm có những đặc tính riêng. Sự đa dạng này làm phức tạp việc lựa chọn vật liệu và ứng dụng trong thiết kế.

Quy trình thiết kế sản phẩm nhựa

Để tạo ra một sản phẩm vừa hiệu quả vừa tiết kiệm chi phí, sự hợp tác giữa nhà thiết kế hình thức, kỹ sư cơ khí, người phác thảo, nhà sản xuất khuôn mẫu, nhà máy đúc khuôn và nhà cung cấp vật liệu là rất quan trọng ngay từ đầu. Không một nhà thiết kế nào sở hữu tất cả những kiến ​​thức chuyên môn cần thiết. Những hiểu biết sâu sắc từ những quan điểm đa dạng là chìa khóa để làm cho sản phẩm trở nên thiết thực.

​

Ngoài ra, một quy trình thiết kế sản phẩm nhựa có hệ thống là điều cần thiết.

Thủ tục chung bao gồm:

#1. Xác định các yêu cầu chức năng và hình thức bên ngoài của sản phẩm

Khi bắt đầu thiết kế sản phẩm, nhà thiết kế phác thảo cách sử dụng sản phẩm và các chức năng cần thiết của nó. Điều này giúp đặt ra ranh giới cho các lựa chọn thiết kế, ngăn ngừa sự chậm trễ và chi phí trong tương lai.

Đây là danh sách kiểm tra thiết kế sản phẩm để xác nhận các yếu tố chính.

a. Thông tin chung

• Chức năng của sản phẩm là gì?
• Chế độ hoạt động kết hợp của sản phẩm?
• Có thể đơn giản hóa việc kết hợp sản phẩm bằng cách sử dụng nhựa không?
• Có thể tiết kiệm chi phí hơn trong sản xuất và kết hợp không?
• Dung sai yêu cầu?
• Cân nhắc về giới hạn không gian?
• Xác định tuổi thọ của sản phẩm?
• Cân nhắc về trọng lượng sản phẩm?
• Có thông số kỹ thuật nào được công nhận không?
• Đã có ứng dụng tương tự chưa?

b. Xem xét về mặt cấu trúc

• Trạng thái của tải là gì?
• Kích thước của tải được sử dụng?
• Tuổi thọ của tải?

c. Môi trường

• Ở nhiệt độ nào?
• Sử dụng hoặc tiếp xúc với hóa chất hoặc dung môi?
• Môi trường nhiệt độ?
• Tuổi thọ trong môi trường này?

d. Ngoại hình

• Hình dạng.
• Màu sắc.
• Xử lý bề mặt như mài, sơn, v.v.

e. Yếu tố kinh tế

• Giá sản phẩm ước tính?
• Giá của sản phẩm hiện được thiết kế là bao nhiêu?
• Tiềm năng giảm chi phí?

#2. Vẽ bản vẽ thiết kế sơ bộ

Sau khi quyết định chức năng và hình dáng của sản phẩm, nhà thiết kế có thể phác thảo các bản vẽ ban đầu dựa trên các đặc tính của nhựa đã chọn. Những bản vẽ này giúp đánh giá, xem xét và tạo ra các mô hình nguyên mẫu trước khi sản xuất.

#3. nguyên mẫu

Mô hình nguyên mẫu cho phép nhà thiết kế đánh giá sản phẩm và kỹ thuật của nó. Có hai cách chính để tạo nguyên mẫu.

Đầu tiên, sử dụng vật liệu dạng tấm hoặc thanh, người thiết kế xây dựng mô hình theo sơ đồ. Cách này nhanh chóng và tiết kiệm chi phí nhưng việc thử nghiệm và thực hiện các thay đổi khó hơn do số lượng nhỏ.

Phương pháp thứ hai sử dụng khuôn tạm thời, sản xuất một mẻ nhỏ. Mặc dù mất nhiều thời gian hơn và chi phí cao hơn nhưng phương pháp này mang lại sản phẩm gần với sản xuất hàng loạt hơn. Nó cho phép thực hiện các thử nghiệm kỹ thuật phù hợp và giúp tinh chỉnh khuôn mẫu cuối cùng cũng như nhu cầu sản xuất.

#4. Thử nghiệm sản phẩm

Trong giai đoạn nguyên mẫu, các thiết kế trải qua quá trình thử nghiệm để so sánh các tính toán với hiệu suất thực tế. Hầu hết các thử nghiệm sử dụng sản phẩm đều có thể được tiến hành một cách hiệu quả bằng cách sử dụng nguyên mẫu. Giai đoạn này cho thấy thiết kế đáp ứng các yêu cầu chức năng tốt như thế nào và cho phép đánh giá đầy đủ.

Quá trình thử nghiệm sử dụng mô phỏng bắt đầu trong quá trình sản xuất mô hình. Giá trị của nó nằm ở mức độ mô phỏng chặt chẽ các điều kiện thực tế. Đo nhanh các tính chất cơ học và hóa học là rất quan trọng trong việc đánh giá các sản phẩm mô hình.

#5. Hiệu chỉnh lại và sửa đổi thiết kế

Việc xem xét thiết kế sẽ giúp trả lời một số câu hỏi cơ bản:

Sản phẩm có được thiết kế để đạt được hiệu quả mong muốn không? Giá cả có hợp lý không?

Ngay cả vào thời điểm này, nhiều sản phẩm đã phải được phát hiện và cải tiến để phục vụ nền kinh tế sản xuất hoặc cho những thay đổi quan trọng về chức năng và vật lý. Tất nhiên, những thay đổi lớn về thiết kế có thể yêu cầu đánh giá lại toàn bộ; Nếu tất cả các thiết kế đều trải qua quá trình xem xét cẩn thận này thì các chi tiết và thông số kỹ thuật của sản phẩm có thể được thiết lập ở giai đoạn này.

#6. Phát triển các thông số kỹ thuật quan trọng

Thông số kỹ thuật đảm bảo tính nhất quán trong sản xuất, đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu về hình thức, chức năng và chi phí. Họ phác thảo rõ ràng những gì sản phẩm cần, bao gồm phương pháp sản xuất, dung sai kích thước, độ hoàn thiện bề mặt, vị trí phân chia bề mặt, các cạnh thô, hình dạng, màu sắc và tiêu chí thử nghiệm.

#7. Sản xuất khuôn mở

Thông số kỹ thuật chính xác và chu đáo cho phép thiết kế và tạo khuôn. Thiết kế khuôn phải tỉ mỉ, có sự góp ý của chuyên gia. Thiết kế và sản xuất khuôn kém có thể làm tăng chi phí, giảm hiệu quả và dẫn đến các vấn đề về chất lượng.

#8. Kiểm soát chất lượng

Thường xuyên kiểm tra các sản phẩm được sản xuất theo tiêu chuẩn quy định. Danh sách kiểm tra phải bao gồm tất cả các hạng mục kiểm tra. Nhân viên kiểm soát chất lượng và nhà thiết kế nên cộng tác với nhà máy đúc để thiết lập quy trình kiểm soát chất lượng. Điều này đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong quá trình sản xuất.

Hướng dẫn thiết kế phần nhựa

Độ dày tường danh nghĩa độ dày thành ép phun, việc có được độ dày thành phù hợp là rất quan trọng trong quá trình ép phun nhựa. Khi nhựa nguội đi, nó co lại, gây ra các vấn đề như vết lõm, lỗ rỗng và cong vênh. Các bộ phận dày kéo vào trong, tạo ra ứng suất, trong khi sự khác biệt về độ dày có thể dẫn đến cong vênh do tốc độ làm mát khác nhau. Hãy nhắm đến độ dày đồng đều để ngăn ngừa những vấn đề này.

Góc nghiêng

Góc nghiêng là một góc nghiêng nhẹ trên thành thẳng đứng của bộ phận đúc. Góc này giúp chi tiết ra khỏi khuôn một cách trơn tru. Nó giống như một con dốc thoai thoải giúp việc thả lỏng dễ dàng hơn. Cần có bản nháp để các bộ phận có thể đẩy ra khỏi khuôn một cách chính xác. Đó là một góc cho phép bộ phận thuôn nhọn để tháo ra dễ dàng hơn. Thông thường, cần tối thiểu 1/2 đến 1 độ, nhưng phổ biến hơn là 1,5 đến 2 độ.

Bán kính

Bán kính trong ép phun đề cập đến các góc hoặc cạnh được làm tròn trong thiết kế của một bộ phận. Sử dụng các cạnh tròn thay vì các góc nhọn giúp chi tiết dễ tạo khuôn hơn.

Bán kính thích hợp làm giảm ứng suất và nguy cơ nứt hoặc cong vênh trong quá trình đúc, làm cho bộ phận chắc chắn hơn. Các cạnh được bo tròn còn giúp chi tiết đẩy ra khỏi khuôn một cách êm ái, tránh hư hỏng.

Khi thiết kế khuôn ép phun, hãy đảm bảo bán kính phù hợp và tránh các góc nhọn để sản xuất thành công.

Đối với các góc, hãy nhắm đến độ dày khoảng 0,9 đến 1,2 lần độ dày danh nghĩa để tránh bị căng và gãy.

Các gân, được bổ sung để tăng độ bền, phải mỏng hơn tường—khoảng 60% đến 80% độ dày của tường. Khoảng cách các gân gấp đôi độ dày của tường là lý tưởng. Nhiều xương sườn tăng cường sức mạnh mà không cần xương sườn lớn hơn. Giữ chiều cao của gân dưới ba lần độ dày của tường và nếu cần có gân dày, hãy lõi vào tâm của nó để có độ dày đều.

Vị trí cổng

Trong các bộ phận đúc phun, cổng là nơi nhựa lỏng đi vào. Thông thường, có ít nhất một cổng, nhưng nhiều phần có nhiều cổng. Vị trí đặt đường dẫn và cổng ảnh hưởng đến cách các phân tử nhựa sắp xếp và cách bộ phận co lại khi nó nguội đi. Điều này ảnh hưởng đến thiết kế bộ phận của bạn và mức độ hoạt động của nó.

Đối với những phần thẳng, tốt nhất nên đặt cổng ở cuối đoạn dài và hẹp. Nếu bộ phận cần phải tròn hoàn hảo thì nên căn giữa cổng.

Làm việc với nhóm nhà sản xuất nhựa của bạn sẽ giúp quyết định vị trí đặt cổng tốt nhất. Cổng rất quan trọng để nhựa chảy đúng cách vào khuôn. Họ hướng nhựa từ các đường chạy qua bộ phận. Loại cổng và vị trí ảnh hưởng đến chất lượng tổng thể của bộ phận của bạn.

Lỗ

Các lỗ trên các bộ phận có chức năng hoặc giúp giảm trọng lượng của chúng. Các chốt lõi tạo ra các lỗ này bằng cách giữ nhựa nóng chảy tránh xa. Có hai loại: xuyên qua lỗ, còn lỗ mù thì không.

Các lỗ mù cứng hơn vì các chốt lõi chỉ được hỗ trợ ở một đầu. Việc tạo lỗ có thể gây ra khuyết tật hoặc ảnh hưởng đến ngoại hình. Nhựa chảy quanh chốt lõi có thể để lại đường nhìn thấy được hoặc làm bộ phận đó yếu đi.

Đối với các chốt nhỏ, độ sâu lỗ mù phải gấp đôi đường kính của chốt và đối với các chốt lớn hơn thì phải gấp bốn lần.

Giữ khoảng cách từ mép lỗ tới bề mặt hoặc các lỗ khác. Các lỗ song song với lỗ khuôn dễ thực hiện hơn. Những người khác có thể cần các thao tác khuôn đặc biệt, điều này có thể làm tăng chi phí.

Thiết kế trùm

Các con trùm được thêm vào các bộ phận bằng nhựa để lắp ráp hoặc lắp đặt. Vị trí không tốt có thể ảnh hưởng đến độ dày của tường và hình dáng, độ bền hoặc độ co rút của bộ phận.

Các bức tường mỏng xung quanh phần nhô ra phải bằng 55%–65% độ dày danh nghĩa; tường dày hơn khoảng 40%.

Chiều cao của trùm phải dưới 2,5 lần đường kính của lỗ.

Đối với thiết kế trùm, điều quan trọng là chọn đường kính phù hợp—đường kính bên trong gấp 2 lần là một hướng dẫn tốt. Nếu phần lồi ở mặt bích hoặc cao hơn, việc lấy lõi ra ngoài giúp vật liệu chảy tốt hơn trong quá trình đúc.

Co ngót khuôn

Co ngót khuôn là khi một bộ phận nhựa trở nên nhỏ hơn khi nó nguội bên trong khuôn. Khi nhựa nóng được bơm vào khuôn và nguội đi, nó sẽ co lại. Điều này xảy ra do vật liệu sắp xếp lại và co lại khi nó chuyển từ chất lỏng nóng sang chất rắn. Các loại nhựa khác nhau co lại khác nhau tùy theo loại, cách chúng nguội, thiết kế khuôn và cách chúng được xử lý.

Việc tính toán độ co ngót là rất quan trọng trong việc chế tạo khuôn và các bộ phận có kích thước phù hợp. Các nhà thiết kế thường điều chỉnh kích thước hoặc sơ đồ của khuôn cho độ co ngót này để đảm bảo bộ phận cuối cùng đáp ứng các phép đo cần thiết sau khi nguội.

Độ co ngót trong quá trình đúc có thể lên tới 20% theo thể tích. Các vật liệu tinh thể và bán tinh thể co lại nhiều hơn do nhiệt, trong khi các vật liệu vô định hình co lại ít hơn.

Lợi ích khi sử dụng dịch vụ thiết kế của Plasticsaigon chúng tôi:

• Tiết kiệm thời gian và chi phí: Chúng tôi có đội ngũ thiết kế chuyên nghiệp, giúp bạn tiết kiệm thời gian và chi phí cho việc thiết kế sản phẩm.
• Sản phẩm chất lượng cao: Sản phẩm thiết kế ra đảm bảo tính thẩm mỹ, độ chính xác cao, phù hợp với yêu cầu và mục đích sử dụng.
• Dịch vụ chuyên nghiệp: Chúng tôi tư vấn nhiệt tình, hỗ trợ khách hàng

Plasticsaigon cung cấp dịch vụ thiết kế sản phẩm nhựa chuyên nghiệp, sáng tạo, đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng.

Đội ngũ thiết kế viên giàu kinh nghiệm và am hiểu về:

• Vật liệu nhựa: PP, PE, PVC, POM, ABS, PC, PA, PBT,…
• Quy trình sản xuất: Ép phun, đúc, tiện, phay, CNC,…
• Tính năng và ứng dụng của sản phẩm: Đảm bảo sản phẩm thiết kế ra đáp ứng chức năng, thẩm mỹ và phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Nếu bạn tìm kiếm sự trợ giúp ngay lập tức? Gọi trực tiếp cho các chuyên viên tư vấn bán hàng của chúng tôi qua số 0909 653337 – [email protected].

https://plasticsaigon.com/thiet-ke-san-pham-nhua/ https://imart.com.vn/